JP2006331861A - 燃料電池セルの製造方法及び燃料電池セルの製造設備 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】板状の薄膜電極組成体10と、薄膜電極組成体10の両側に配置された第1金属板及び第2金属板とを備え、これら第1・第2金属板4,5の周縁領域4a,5aが絶縁シート11,12を間に介在させた状態でカシメ封止される燃料電池セルの製造方法において、第1金属板4もしくは第2金属板5を製作するため、ロールに巻き取られた所定幅を有する長尺状金属板を順送金型設備に向けて引き出して搬送する搬送工程と、長尺状金属板に燃料ガス用の流路溝9を形成する工程と、長尺状金属板に薄膜電極組成体10を収容するための凹部5を形成する工程と、長尺状金属板から外形を打ち抜くことで、第1金属板5を形成する工程とを順送金型設備により連続的に行う。
【選択図】図3
Description
板状の薄膜電極組成体と、この薄膜電極組成体の両側に配置された第1金属板及び第2金属板とを備え、これら第1・第2金属板の周縁領域が絶縁層を間に介在させた状態でプレス曲げ加工により封止される燃料電池セルの製造方法において、
第1金属板もしくは第2金属板を製作するため、所定幅を有する長尺状金属板を順送金型設備に向けて搬送する搬送工程と、
長尺状金属板に燃料ガス用の流路を形成する工程と、
長尺状金属板に薄膜電極組成体を収容するための凹部を形成する工程と、
長尺状金属板から外形を打ち抜くことで、第1金属板を形成する工程とを前記順送金型設備により連続的に行うことを特徴とするものである。
長尺状金属板に薄膜電極組成体を収容するための凹部を形成する工程と、
長尺状金属板から外形を打ち抜くことで、第2金属板を形成する工程とを前記順送金型設備により連続的に行うことが好ましい。
流路を形成する前記工程と、凹部を形成する前記工程との間に、
前記流路の両端部に、ガス供給パイプ取り付け用のブースを結合するための穴と、ガス排出パイプ取り付け用のブースを結合するための穴を形成する工程を有することが好ましい。
第1金属板もしくは第2金属板を製作するため、所定幅を有する長尺状金属板を搬送しつつ、順次所定の加工を行う順送金型設備を備え、この順送金型設備は、
長尺状金属板に燃料ガス用の流路を形成する金型と、
長尺状金属板に薄膜電極組成体を収容するための凹部を形成する金型と、
長尺状金属板から外形を打ち抜くことで、第1金属板を形成する金型とを備えたことを特徴とするものである。
長尺状金属板に薄膜電極組成体を収容するための凹部を形成する金型と、
長尺状金属板から外形を打ち抜くことで、第2金属板を形成する金型とを備えたことが好ましい。
次に、図1〜図5で説明した燃料電池セルの製造工程及び製造設備について説明する。図6は、燃料電池セルの製造工程の概略を示す図である。図6に示すように、カソード側金属板4を製造する工程、アノード側金属板5を製造する工程、薄膜電極組成体10を製造する工程に分かれており、金属板4,5と薄膜電極組成体1が製造された後、これらを用いて燃料電池セルを組み立てる工程が行われる。
図13は、燃料電池セルの組み立て工程に使用する金型設備を示す外観斜視図である。図14は、金型の断面構成を示す概念図である。この金型の基本的構成は、以下説明する燃料電池セルの組み立て工程で使用する金型のいずれの場合にも適用可能である。加工内容の違いに応じて金型形状が異なることもあるが、基本的な金型構成は図13,14に示す構造とすることができる。
次に、燃料電池セルを組み立てていくときの具体的な製造工程を説明する。まず、順送金型設備により製造された金属板4,5と薄膜電極組成体10をセットする。この状態を図16に示す。90゜絞り加工された金属板4の中に、薄膜電極組成体10(固体高分子電解質1の両面に電極板2,3が組み立てられたもの)がセットされる。薄膜電極組成体10の電極板2が金属板4の凹部4gに収容され、電極板3が金属板5の凹部5gに収容される状態になる。一番上には、金属板5がセットされる。なお、第1上型31には、金属板5にカシメ結合されているブース5eを逃げるための凹部31aと、流路溝9の形成に伴う金属板5の表面の突出部を逃げるための凹部31bが設けられている。
燃料電池セルの構成は図1,2に示す構造のものに限定されるものではない。例えば、カソード側金属板4は空気を取り込むための開口孔4cを多数有する形状をしているが、カソード側金属板4をアノード側金属板5と同様の形状に形成してもよい。また、カソード側金属板4に形成する開口孔4cの大きさ、個数、形状等は適宜決めることができる。
1a 周縁部
2 カソード側電極板
3 アノード側電極板
4 カソード側金属板(第2金属板)
4a 周縁領域
4b 中央領域
5 アノード側金属板(第1金属板)
5a 周縁領域
5b 中央領域
5c 注入口
5d 排出口
5e ブース
9 流路溝
10 薄膜電極組成体
11,12 絶縁シート
50,51 長尺状金属板
50a,51a 位置決め用孔
Claims (12)
- 板状の薄膜電極組成体と、この薄膜電極組成体の両側に配置された第1金属板及び第2金属板とを備え、これら第1・第2金属板の周縁領域が絶縁層を間に介在させた状態でプレス曲げ加工により封止される燃料電池セルの製造方法において、
第1金属板もしくは第2金属板を製作するため、所定幅を有する長尺状金属板を順送金型設備に向けて搬送する搬送工程と、
長尺状金属板に燃料ガス用の流路を形成する工程と、
長尺状金属板に薄膜電極組成体を収容するための凹部を形成する工程と、
長尺状金属板から外形を打ち抜くことで、第1金属板を形成する工程とを前記順送金型設備により連続的に行うことを特徴とする燃料電池セルの製造方法。 - 長尺状金属板に空気を取り込むための穴を形成する工程と、
長尺状金属板に薄膜電極組成体を収容するための凹部を形成する工程と、
長尺状金属板から外形を打ち抜くことで、第2金属板を形成する工程とを前記順送金型設備により連続的に行うことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池セルの製造方法。 - 長尺状金属板に薄膜電極組成体を収容するための凹部を形成する前記工程で使用される金型は、第1金属板と第2金属板とで共通の金型が使用されることを特徴とする請求項2に記載の燃料電池セルの製造方法。
- 前記第1金属板を製造するに際し、
流路を形成する前記工程と、凹部を形成する前記工程との間に、
前記流路の両端部に、ガス供給パイプ取り付け用のブースを結合するための穴と、ガス排出パイプ取り付け用のブースを結合するための穴を形成する工程を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の燃料電池セルの製造方法。 - 前記流路を形成する工程は、複数回に分けて行われることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の燃料電池セルの製造方法。
- 前記長尺状金属板には、加工位置決め用の孔が順送金型設備の金型配列間隔に対応した所定間隔ごとに予め形成されていると共に、前記絶縁層を構成する絶縁シートが同じ所定間隔ごとに予め付着されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の燃料電池セルの製造方法。
- 前記絶縁シートは、前記周縁領域に対応したリング状に形成され、前記位置決め用の孔を基準として付着されていることを特徴とする請求項6に記載の燃料電池セルの製造方法。
- 第1金属板形成用の長尺状金属板と、第2金属板形成用の長尺状金属板の両方に絶縁シートが予め付着されており、収容される薄膜電極組成体の周縁領域が、第1金属板側の絶縁シートと第2金属板側の絶縁シートで挟持されるような位置に、絶縁シートが予め付着されていることを特徴とする請求項6又は7に記載の燃料電池セルの製造方法。
- 板状の薄膜電極組成体と、この薄膜電極組成体の両側に配置された第1金属板及び第2金属板とを備え、これら第1・第2金属板の周縁領域が絶縁層を間に介在させた状態でプレス曲げ加工により封止される燃料電池セルの製造設備において、
第1金属板もしくは第2金属板を製作するため、所定幅を有する長尺状金属板を搬送しつつ、順次所定の加工を行う順送金型設備を備え、この順送金型設備は、
長尺状金属板に燃料ガス用の流路を形成する金型と、
長尺状金属板に薄膜電極組成体を収容するための凹部を形成する金型と、
長尺状金属板から外形を打ち抜くことで、第1金属板を形成する金型とを備えたことを特徴とする燃料電池セルの製造設備。 - 長尺状金属板に空気を取り込むための穴を形成する金型と、
長尺状金属板に薄膜電極組成体を収容するための凹部を形成する金型と、
長尺状金属板から外形を打ち抜くことで、第2金属板を形成する金型とを備えたことを特徴とする請求項9に記載の燃料電池セルの製造設備。 - 長尺状金属板に薄膜電極組成体を収容するための凹部を形成する前記工程で使用される金型は、第1金属板と第2金属板とで共通の金型が使用されることを特徴とする請求項10に記載の燃料電池セルの製造設備。
- 順送金型設備を構成する各金型の作動を制御する金型制御部を備え、この金型制御部は、第1金属板を加工する際に、第2金属板の加工のみに使用する金型を不作動にし、第2金属板を加工する際に、第1金属板の加工のみに使用する金型を不作動にすることを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載の燃料電池セルの製造設備。
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JP2005153924A JP2006331861A (ja) | 2005-05-26 | 2005-05-26 | 燃料電池セルの製造方法及び燃料電池セルの製造設備 |
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JP2005153924A JP2006331861A (ja) | 2005-05-26 | 2005-05-26 | 燃料電池セルの製造方法及び燃料電池セルの製造設備 |
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- 2005-05-26 JP JP2005153924A patent/JP2006331861A/ja active Pending
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